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一文读懂 DIGIMICRO 测微系统的检测原理

更新时间:2026-10-21   点击次数:12次

尼康 DIGIMICRO 属于接触式光电线性编码测微系统,整套由测量头、计数器、测量支架三部分组成,多用于工件厚度、台阶高差、深度尺寸的精密抽检。整套系统依靠光学光栅、光电转换、信号运算配合,实现微米、亚微米级的位移读取,和传统依靠齿轮传动的百分表、千分表有着明显区别Nikon。

一、机械接触与位移传导

测量头内部设有精密导向主轴,主轴下端安装可更换测针。测量时,测针接触工件表面,工件高低变化带动主轴沿着导向结构做直线移动。导向副经过精细研磨,控制主轴径向晃动,减少侧向偏移带来的偏差。内部测力机构提供稳定向下压力,每次接触样品的压紧力度保持稳定,降低人为按压差异造成的数据波动。测力大小经过调校,既能保证测针贴合被测面,也可以减少软质材料受压形变带来的误差。

二、光学光栅生成莫尔条纹信号

主轴上固定线性光栅标尺,标尺表面排布大量等距的透光刻线,旁边搭配固定的指示光栅。两组光栅之间保留微小夹角,主轴移动时,两块光栅产生相对位移,形成明暗交替的莫尔条纹。内置光源发出平行光线,依次穿过两组光栅,投射到后方光电接收元件上。主轴移动距离不同,莫尔条纹的位置同步变化,光电元件捕捉光强变化,输出两组存在相位差的 A、B 相模拟电信号,部分型号附带 Z 相原点信号,用于基准复位,抑制累计计数偏差。

三、信号细分与方向识别

原始电信号对应的是光栅栅距本身,直接读取的分辨率有限。测头内部电路会对波形做细分处理,把单个栅距对应的周期拆分成更多采样点位,以此提升识别精度,这也是 TC-200 计数器可以做到 0.01μm 读数的基础。电路同时比对 A、B 两相的先后相位,判断主轴上升或者下降,控制计数的增减,避免方向颠倒、计数错乱。信号还会经过前置滤波,弱化车间电磁干扰带来的杂波跳动。处理完成的信号,通过线缆传输到配套计数器。

四、计数器换算生成高度数值

计数器接收测头送来的相位信号,持续完成脉冲累加。每一个细分脉冲对应固定的微小位移当量,累计脉冲数量乘以当量,就得到主轴相对零点的位移数值。归零操作,就是把当前位置的计数值清零,以此位置作为测量基准,后续读数都是相对于该基准的高差。计数器支持线性补偿设置,可以在使用标准量块校准时,修正光栅基材热胀、装配带来的系统偏差。同时支持单位切换、峰值记录、差值运算,处理完成后的数值直接在屏幕显示,也可以向外传输,留存检测数据。

五、影响检测稳定的关键条件

光栅标尺选用低膨胀系数材质,降低温度变化带来的尺身伸缩影响,设备标称精度以 20℃恒温环境作为参考。现场温度波动、主轴积灰油污、光栅表面沾染污渍,都会造成光路异常、滑动卡顿,数据重复性下降。它属于接触式检测,不适合极易受压变形、表面容易划伤的样品。MH-15M 短行程型号偏向小范围超高精度检测,MF-1001 长行程型号覆盖范围更大,精度指标会相应放宽,选型时可以结合测量区间与精度需求匹配。


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